压力管道管理.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,liangr,#,压力管道管理,一、前言,1,、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输行业之一；,2,、管道的定义及其分类,管道的定义：,“由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动”的设备（见国标,GB50316,工业金属管道设计规范,）。,压力管道的定义：,压力管道安全管理与监察规定,明确指出：,压力管道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备，它具体指具有下列属性的管道：,第一节 压力管道基本知识,a,、输送,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,中规定的毒性程度为极度危害介质的管道；,b,、输送,GB50160,石油化工企业设计防火规范,及,GBJ16,建筑设计防火规范,中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道；,c,、最高工作压力大于等于,0.1MPa,（表压，下同），输送介质为气（汽）体、液化气体的管道；,d,、最高工作压力大于等于,0.1MPa,，输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度等于高于标准沸点的液体管道。,e,、前四项规定的管道附属设施及其安全保护装置等。,liangr,2003,年,6,月,1,日开始实施的,特种设备安全监察条例,，把涉及生命安全、危险性较大的,锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施共七类设备,，定为特种设备并实行安全监察。,条例,为,压力管道下的定义和范围,是：,利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备。其范围规定为最高工作压力大于等于,0.1MPa,（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作压力高于等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于,25mm,的管道（见,条例,第,88,条）。,liangr,压力管道设计单位资格认证与管理办法,（给出的压力管道分类、分级方法如下：,1,、长输管道为,GA,类，级别划分为：,a,、符合下列条件之一的长输管道为,GA1,级：,输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力,P1.6MPa,的管道；,输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离,200km,且管道公称直径,DN,300mm,的管道；,输送浆体介质，输送距离,50Km,且管道公称直径,DN,150mm,的管道。,b,、符合下列条件之一的长输管道为,GA2,级：,输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力,P,1.6MPa,的管道；,GA1,范围以外的长输管道。,liangr,2,、公用管道为,GB,类，级别划分为：,燃气管道为,GB1,管道；,热力管道为,GB2,管道。,3,、,工业管道为,GC,类,，级别划分为：,a,、符合下列条件之一的工业管道为,GC1,级：,输送,GB5044,职业性接触毒物危害程度分级,中，毒性程度为极度危害介质的管道；,输送,GB50160,石油化工企业设计防火规范,及,GBJ16,建筑设计防火规范,中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力,P,4.0MPa,的管道；,输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力,P,4.0MPa,且设计温度,400,的管道；,输送流体介质且设计压力,P,10.0MPa,的管道。,liangr,b,、符合下列条件之一的工业管道为,GC2,级：,输送,GB50160,石油化工企业设计防火规范,及,GBJ16,建筑设计防火规范,中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力,P4.0MPa,的管道；,输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力,P4.0MPa,且设计温度,400,的管道；,输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力,P10.0MPa,且设计温度,400,的管道；,输送流体介质，设计压力,P10.0MPa,且设计温度,400,的管道。,注：输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离。,liangr,（,3,）管道的特点：,1,）管道相互联系、牵扯和影响，且长细比大，易于失稳，受力情况更复杂；,2,）压力管道设计除了要考虑常规因素外，还需考虑柔性、振动、支撑等特殊因素；,3,）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率大；,4,）管道的组成件种类繁多，各有各的特点和技术要求，选材和总成困难；,5,）管道上的可能泄漏点多于压力容器。,6,）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别。,liangr,二、标准体系,世界各国应用的标准体系虽多，但大体上可以分为两大类。,就,管子系列标准,而言：,一类是以,DN15-22mm,、,DN20-27mm,、,DN25-34mm,、,DN32-42mm,、,DN40-48mm,、,DN50-60mm,、,DN65-76,（,73,）,mm,、,DN80-89mm,、,DN100-114mm,、,DN125-140mm,、,DN150-168mm,、,DN200-219mm,、,DN250-273mm,、,DN300-324mm,、,DN350-356mm,、,DN400-406mm,、,DN450-457mm,、,DN500-508mm,、,DN600-610,mm,等为对应外径尺寸的所谓“大外径”系列,；,liangr,另一类则是以,DN15-18mm,、,DN20-25mm,、,DN25-32mm,、,DN32-38mm,、,DN40-45mm,、,DN50-57mm,、,DN65-73mm,、,DN80-89mm,、,DN100-108mm,、,DN125-133mm,、,DN150-159mm,、,DN200-219mm,、,DN250-273mm,、,DN300-325mm,、,DN350-377mm,、,DN400-426mm,、,DN450-480mm,、,DN500-530mm,、,DN600-630mm,等为对应外径尺寸的所谓“小外径”系列。,就,法兰系列标准,而言：,一类是以,200,作为计算基准温度，而压力等级按,PN0.1,、,PN0.25,、,PN0.6,、,PN1.0,、,PN1.6,、,PN2.5,、,PN4.0,、,PN6.3,、,PN10.0,、,PN16.0,、,PN25.0,、,PN40.0,等分级的所谓的“欧式法兰”。,（这一系列标准为德国,DIN,标准，并为前苏联等欧洲国家所使用，故通常称之为欧式法兰）,liangr,另一类则是以大约,430,（对,150Lb,级则是,300,）作为计算基准温度，而压力等级按,PN2.0,（,CL150,）、,PN5.0,（,CL300,）、,PN6.8,（,CL400,）、,PN10.0,（,CL600,）、,PN15.0,（,CL900,）、,PN25.0,（,CL1500,）、,PN42.0,（,CL2500,）分级的所谓的“美式法兰”。（这一系列标准为美国,ANSI,标准，并为世界各国石油工业广泛采用，故通常称之为美式法兰）,目前，国内的压力管道及其元件的应用标准很多，又均不完整。以管法兰标准为例，常用的标准就有国家标准（,GB,）、机械行业标准（,JB,）、石化行业标准（,SH,）和化工行业标准（,HG,）等。这些标准各有各自的温度压力表、密封面尺寸和接管尺寸，相互之间互换性差，有些甚至不能配套使用。,liangr,第二节 压力管道安装,2.1,压力管道安装的特点与方法,2.1.1,材料核对,管材和附件到达施工现场后，首先应检查制造厂家的制造许可证、合格证、材料质量保证书和化学元素分析等资料，与设计标准核对。然后进行材料的外观检查，并核对有关椭圆度、外径、壁厚等物理指标，必要时进行化学元素分析抽查。只有在确定核实无误后，才能正式启用。,2.1.2,管道的连接,根据管材和使用条件的不同，通常管道的连接方式有螺纹连接、法兰连接、焊接、承插式联接、粘接等多种方法。,1,）螺纹连接,管道连接中使用的螺纹，分英制螺纹和公制螺纹两种。其中，英制螺纹又分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。,liangr,2,）法兰连接,法兰安装应注意的事项：,管道安装过程中，成对的法兰正确连接一般不会出现问题。但在与设备接管或管道附件连接时，有时会出现选用不同的标准或等级的问题，施工单位一定要预先注意核对。,焊接钢管与无缝钢管外径不同，如果忽视这个问题，加工好的法兰有可能不能插入。不得不进行二次加工，要注意防止。,采用法兰连接的管道，需要改变管径时，有时可采取异径法兰做法，在现场施工中也称做“大小法兰”。但是这种做法增大了流体阻力，如果管遁介质是稠粘的物质，甚至会产生管道阻塞。,3,）焊接管道 安装以焊接最为普遍。,liangr,压力管道的焊前准备,管子接头型式及坡口加工要求管子坡口的加工应按图纸规定进行，因为它对焊接质量影响很大，必须十分重视。坡口的型式和尺寸，应本着能保证焊接质量，填充金属少。减少焊接应力和变形，适应探伤要求，改善劳动条件，便于操作等原则选用。,管子的切断和坡口的加工方法除应按设计要求外，还应按下列规定选用：,A.,碳素钢、普通低合金钢等可采用机械切断（包括剪、车、铣、刨、锯、凿等）、砂轮切割、气割或等离子切割等；对于淬硬倾向较大的钢种，宜采用等离子切割，如果施工现场条件限制，采用气割应有相应的工艺措施，采取割前预热，切割后保温缓冷，以防止切口和坡日边缘产生裂纹和淬硬层，冷却后坡口表面用砂轮修磨。,liangr,B.,不锈钢及耐热钢管子宜采用机械切割、砂轮切割或等离子切割。,C.,有色金属管材宜采用机械切割或等离子切割。,气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸按,GB985,标准。埋弧焊焊缝坡日的基本形式和尺寸参照,GB986,标准。,不同厚度焊件对口时，厚度差可按不同方法处理。,管子组对前，应清除管口内外壁表面的油、漆、垢、锈，每侧各为,lOmm,以上，直至发出金属光泽，并检查无裂纹及夹层等缺陷。,liangr,管道对口质量要求,管子组对质量，直接影响焊工的操作。也是保证焊接质量的重要因素。对口局部间隙过大，要修正规定尺寸，严禁在间隙内填充异物。管子内壁应齐平，防止错口，造成根部未焊透。因此，必须采用专用对口夹具。,A.,焊口的位置应避开应力集中区且便于施焊及热处理，一般应符合下列要求：,a.,管道对接焊口，其中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径、且不小于,100mm(,焊接、锻制、铸造成型管件除外），距支吊架边缘至少,50mm,。两个对接焊口间距离不得小于管子直径，且不小于,100mm,。,b.,管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝和热影响区内。,liangr,c.,焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔与相邻焊缝热影响区相重合。如必须在焊缝上及附近开孔时应满足以下条件,:,管孔两侧孔径不小于,60mm,范围内的焊缝应满足焊接接头机械性能试验指标，并经无损检测合格；,管接头需焊后热处理消除应力。,B.,管道组装前应将焊口表面及附近母材内外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围规定如下：,a.,手工电弧焊对接焊口，每侧各为,10,15 mm,;,b.,埋弧焊接焊口，每侧各为为,20mm;,c.,角接接头焊口，焊脚,K,值,+10mm,。,C.,对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度不得超标。,liangr,D.,焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符合,GB50235,的要求：,a.,对钢管局部错口值不应超过壁厚的,10%,，且不大于,2 mm;,b.,焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。,E.,焊接施工场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施,焊接施工过程包括：对口装配、焊接、热处理、检验等工序。上道工序符合要求后方准进行下道工序。,liangr,2.2,常用材料的焊接,石油化工生产装置中，经常用到的有焊接要求的管道材料有低碳钢、合金钢、不锈钢和异种钢。,（一）材料的可焊性,金属材料的可焊性是指在一定的工艺条件下通过焊接形成优质接头的性能。如果一种金属材料用普通简单的焊接工艺条件就可获得优质的焊接接头，那么就认为该种金属材料具有良好的可焊性。反之，如果需要特殊复杂的焊接工艺条件才能获得优质接头，则认为该种金属材料的可焊性差。这里所说的焊接工艺条件是指焊接方法、焊接参数、焊前预热及焊后热处理、接头型式、坡口型式及尺寸、环境温度、焊接位置、焊接材料等。优质接头是指焊缝的机械性能和耐腐蚀性能好，热裂和冷裂的倾向小，各种非人为的焊接缺陷少,.,。,liangr,（二）低碳钢的焊接,由于低碳钢的含碳量较低，故其可焊性比较好，一般无须采取特殊的工艺措施就可获得优质的焊接接头。但对于沸腾钢，由于它脱氧不完全，硫、磷杂质元素的分布也很不均匀，焊接时出现热裂和冷裂的倾向较大。因此，对于沸腾钢材料，不宜用在重要场合和有应力腐蚀、交变应力的场合。,一般情况下，低碳钢的焊接以手工电弧焊为主，不需要采用气体保护焊焊接方法，只有当焊缝根部要求洁净、或者构件壁厚较薄容易焊漏时才考虑用气体保护焊打底。,焊接材料采用酸性焊条和碱性焊条均可，均能获得较好的焊接接头。但对于特殊场合，如临氢、受交变载荷作用、处于低温工况时或者工作在有应力腐蚀倾向的环境时，宜选用碱性焊条。,liangr,（三）合金钢的焊接,石油化工压力管道中常用的合金钢有,16Mn,、,09Mn2V,、,12CrMo,、,15CrMo,、,12Cr1MoV,、,1Cr5Mo,等材料，这些材料均属于高强度易淬硬金属材料，故其可焊性较差，焊接时容易产生热裂纹和冷裂纹，故焊接时应采用相应的措施来保证焊接接头的性能。,1,、碳锰低合金钢（,16Mn,，,09Mn2V,等）的焊接,从碳当量上来看，它的碳当量比低碳钢高，但由于它不含铬（,Cr,）、钼（,Mo,）等合金元素，故其淬硬性和热裂的倾向性比铬钼钢或铬钼钒钢小。,碳锰低合金钢的焊接材料应选择强度等于或略高于母材的材料，以免因焊缝强度过高而使其塑性和韧性下降。,liangr,2,、铬钼钢（,12CrMo,、,15CrMo,、,1Cr5Mo,）和铬钼钒钢（,12Cr1MoV,）的焊接,由于这类材料中含有较多的高熔点合金元素，故容易出现低熔点成分的偏析，并且由于这类材料的强度高，塑性差，对焊接变形的适应性差，故很容易出现热裂纹。由于这类材料存在铬、钼等增加材料淬透性的元素，故其淬硬性也比较强，焊缝及其热影响区很容易出现淬硬马氏体组织，加之氢在材料中的扩散速度较慢，因此这类材料又很容易出现冷裂纹，工程实践也证明了这一点。,为此，在选择焊接材料时，应选用低氢型焊条，并在施焊前严格烘干。,焊前应进行预热，焊后应进行热处理，以释放或降低焊接残余应力。,liangr,（四）不锈钢的焊接,压力管道中常用的不锈钢一般为奥氏体不锈钢，偶然用到铁素体和马氏体不锈钢也是作为阀门的阀杆、垫片之类的非焊件，故这里仅介绍奥氏体不锈钢的焊接性能。,由于奥氏体不锈钢具有很好的塑性，又具有单一的奥氏体常温组织，没有淬硬性（即不出现淬硬马氏体组织），故它具有很好的可焊性，一般不会出现冷裂纹。但是，奥氏体不锈钢具有较大的热膨胀率，且结晶时的树枝状结晶方向比较明显，低熔点的杂质或共晶物易集聚在晶界上，如果处理不好，易出现热裂纹。,焊接时，宜采用低碳型焊条，并适当加入钛、铝等变质剂，能起到细化晶粒，改善偏析，防止热裂纹的作用。,liangr,（五）常用异种钢的焊接,对于异种钢的焊接接头，尤其是成分差别比较大的异种钢焊接接头，其焊缝组织存在着稀释和被稀释的问题，因此焊缝金属的组织和成分可能与两种母材均不同，在考虑其焊接接头性能问题时应充分注意这个因素。为了解决稀释和被稀释的问题，曾经广为应用的焊接方法就是采用加过渡层的焊接办法，但这种焊接方法工艺复杂，费工费时。因此，在考虑异种钢接头的使用工况后，也可以采用简单的焊接方法来处理。下面就以常见的复合钢板、碳钢和铬钼钢、碳钢和不锈钢、铬钼钢和不锈钢的焊接问题作简单介绍。,liangr,1,、碳钢和不锈钢复合钢板的焊接,首先应该清楚，碳钢不锈钢复合板是利用其较薄的不锈钢复层具有抗腐蚀性能较好的特点来工作的，此时不能在焊缝处破坏其耐蚀性，也就是说，焊缝处的内侧应保留不锈钢的成分和耐腐蚀性。对此，工程上常采用加过渡层的方法进行焊接，即复层的焊接材料应选用相应的不锈钢材料，在焊完复层后，清除干净焊渣和飞溅物，然后再焊接过渡层。过渡层的焊接材料应选用合金含量（尤其是镍含量）较高的材料，以防止由于基层的稀释而产生不良影响。最后焊接基层（即碳钢层）。焊接基层的过程中，应尽可能采用小电流、小直径、高速度的焊接参数，以免基层金属溶入到复层中。,liangr,2,、碳钢和铬钼钢的焊接,可以肯定地说，此时的焊接接头不会用于高于碳钢使用条件的工况下，故焊缝金属的性能只要不低于碳钢的性能即可。由于常用铬钼钢的合金含量比较低，经碳钢稀释后，其性能没有发生太大的变化。而碳钢（一般为低碳钢）又与铬钼钢的含碳量差别不太大，也就是说铬钼钢对碳钢的含碳量不敏感，故此接头的组织和性能均不会产生突变。焊接时只要按照焊接性较差的铬钼钢选择焊接工艺条件即可。一般情况下，焊接材料宜选比铬钼钢合金元素含量稍低的焊接材料，以减少碳钢侧的淬硬性。焊前预热和焊后热处理按铬钼钢确定。,liangr,3,、碳钢和不锈钢的焊接,它与碳钢不锈钢复合钢板不同，其焊接接头不要求具有不锈钢的耐腐蚀性能，因此不必采用过渡层焊接，也不要求在超过碳钢允许的温度以上工作。因此，此时的焊接接头性能只要不低于碳钢母材金属即可。但是，由于不锈钢合金含量较高，而它的含碳量又比碳钢低许多，因此，虽然二者单独焊接时，可焊性比较好，但二者相互交融稀释的结果，会形成一系列不同组分的高碳合金，这些合金当中有些具有较大的淬硬倾向。又由于碳钢和不锈钢的热胀系数差别较大故存在较大的热应力，此时的焊接接头可能会出现热裂纹和冷裂纹等一系列问题。,解决或缓解碳钢与不锈钢接头缺陷的办法是采用高铬镍焊接材料。高铬镍焊接材料可以补偿碳钢对不锈钢的稀释作用，同时镍又能阻止碳的迁移。焊接接头最好进行焊后热处理，以消除马氏体可能带来的延迟裂纹。,liangr,4,、铬钼钢和不锈钢的焊接,铬钼钢与不锈钢的焊接既具有碳钢与不锈钢焊接相似的特殊问题，又具有铬钼钢本身可焊性差的问题，并且这样的接头又是用在使用条件较苛刻（一般是用在高温下，例如加热炉炉管与工艺管道的连接处）的情况下，故工程上应力求避免这种接头的出现。如果不可避免铬钼钢与不锈钢的连接时，应采用法兰连接。,liangr,2.3,压力管道的焊接缺陷及防止措施,2.3.1,焊接缺陷的种类、产生原因及预防措施,1,）裂纹,裂纹按其产生部位不同可分为,纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹、熔合区裂纹和热影响区裂纹,等；按其产生的温度和时问不同又可分为,热裂纹,（包括结晶裂纹和热影响区液化裂纹等）、,冷裂纹,（包括氢致裂纹和层状撕裂等）以及,再热裂纹,。,(1),热裂纹 热裂纹一般是指高温下所产生的裂纹所以又叫高温裂纹，它的产生原因是由于焊接熔池在结品过程中存在着偏析现象。偏析出的物质多为低熔点共晶和杂质，它们在结晶过程中以液态间层存在。由于熔点低往往最后结晶凝固，强度极低，当焊接拉力足够大时，会将液态间层拉开或在凝固后不久被拉断而形成裂纹。,liangr,热裂纹的防止措施：,限制钢材及焊材中易偏析元素和有害杂质的含量，减少硫、磷等元素含量及降低含碳量；,调节焊缝金属化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，以提高塑性、减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶的有害影响；,提高焊条和焊剂的碱度，以降低焊缝中杂质含量，改善偏析程度；,控制焊接规范，适当提高焊缝形状系数，采用多层多道焊法，避免中心线偏析，防止中心线裂纹；,采取各种降低焊接应力的工艺措施；,断弧时采用收弧板，填满弧坑；,采用尽量小的焊接线能量，防止液化裂纹产生。,liangr,(2),冷裂纹,冷裂纹是在冷却过程中或冷却至室温以后所产生的裂纹。冷裂纹可以在焊接后立即出现，也可以延至几小时、几天、儿周甚至更长时间以后发生，又称为延迟裂纹或氢致裂纹。冷裂纹一般在焊接低合金高强度钢，中碳钢、合金钢等易淬火钢时容易发生，主要由于氢的作用而引起。而低碳钢、奥氏体不锈钢焊接时遇到较少。,形成冷裂纹的基本条件是焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在和浓集、存在较大的焊接拉伸应力。,liangr,冷裂纹的防止措施：,选用碱性低氢焊条和碱性焊剂，减少焊缝中的扩散氢含量；,焊条和焊剂应严格按规定要求进行烘干，随用随取,;,选择合理的焊接规范和线能量，如焊前预热，控制层间温度、缓冷等；,焊后立即进行消氢处理，使氢充分逸出焊接接头；,焊后及时进行热处理，改善其韧性；,提高钢材质量。减少钢材中层状央杂物，防止层状撕裂；,采用降低焊接应力的各种工艺措施等。,liangr,2,）未焊透,焊缝金属与母材之问，未被电弧（或火焰）熔化而留下的空隙称为未焊透。,（,1,）产生原因,是接头的坡口角度小，问隙过小或钝边过大；管子厚薄不均，错边量过大；焊接电流或焊炬火焰能率过小，或焊速过大等都容易形成未焊透。,（,2,）防止措施,控制接头坡口尺寸，管道单面焊双面成形的接头，其装配间隙应为焊条直径，并有合适的钝边，管子对口应严格控制错边量，壁厚不同的管子应按要求进行加工成缓坡形。,liangr,3,）边缘及层间未熔合,焊缝金属与母材之间，焊缝金属之问彼此没有完全熔合在一起的现象称为未熔合。,（,1,）产生原因,热能过小；焊条、焊丝或焊炬火焰偏于坡口一侧，或焊条偏心，偏弧使电弧偏于一侧，使母材或前一层焊缝金属未得到充分熔化就被填充金属敖盖面造成。当母材坡口或前一层焊缝表面有铁锈或污物，焊接时由于温度不够，未能将其熔化而盖上填充金属，也会形成边缘及层间未熔合。,(2,）防止措施,焊条和焊炬的角度要合适，运条要适当，要注意观察坡口两侧熔化情况；选用稍大的焊接电流和火焰能率。适当控制焊速，使热量增加足以熔化母材或前一层焊缝金属；发现焊条偏心或偏弧，应及时调整角度，使电弧处于正确方向；仔细清理坡口和焊缝上的脏物。,liangr,4,）夹渣,夹杂在焊缝中的非金属夹杂物称为夹渣。,（,l,）产生原因,坡口角度过小，焊接电流过小，熔渣粘度大等，将使熔渣浮不到表面而引起夹渣。焊条药皮块状脱落未被熔化；多层多道焊，熔渣没有清理干净而残留在焊缝中；气焊时焊炬火焰能率不够，焊前工件清理不好，采用氧化焰，或摆动幅度小没有将熔渣拨出等，均会引起夹渣。,（,2,）防止方法适当调整焊接电流，使熔池达到一定温度，让熔渣充分浮出；采用良好工艺性能的焊条；仔细清理母材上的脏物或前一层（道），上的溶渣；焊接过程中始终要保持清晰的熔池，熔渣和液态金属良好分离；气焊时应选用合适的焊咀和火焰能率；并采用中性焰，焊接时仔细操作将熔渣拨出熔池。,liangr,5,）气孔,气孔是由于焊接熔池在高温时吸收了过多的气体，而冷却时气体来不及逸出而残留在焊缝金属内而形成的。形成气孔的气体来自大气，溶解于母材、焊丝和焊条钢芯中的气体、焊条药皮或焊剂熔化时产生的气体、焊丝和母材上的油、锈等脏物在受热后分解产生的气体以及各种冶金反应所产生的气体。熔化焊中，氢、一氧化碳是产生气孔的主要气体。,（,l,）产生原因,焊接过程中一切导致产生大量气体的因素都是产生气孔的原因，主要有以下两方面原因：,焊接材料方面：焊条或焊剂受潮，或未按规定进行烘干；焊条药皮变质，脱落，或因烘干温度过高而使药皮中部分成分变质失效；焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，焊剂中混入污物等均易产注气孔。,liangr,焊接工艺方面：手工电弧焊时，采用过大的电流造成焊条药皮发红而失去保护效果，使用碱性低氢焊条焊接时电弧拉得过长；埋弧焊时使用过高的电弧电压，或网路压力波动太大；手工钨极氩弧焊时氩气纯度低，保护不良；气焊时火焰成分不对，焊炬摆动幅度过小，熔池得不到充分搅伴，气体排不出来，或焊速过快，焊丝填加不均匀等都易形成气孔。,（,2,）防止措施,不使用药皮脱落、并裂、变质、药皮偏心、焊芯锈蚀的焊条。各种焊条、焊剂都应按规定要求进行烘干。焊接坡口二侧应按要求清理干净；要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度；碱性焊条施焊时应短弧操作，焊条在施焊中发现偏心应及时转动和调整倾斜角度；氩弧焊时，要严格按规定标准选择氩气纯度；气焊时，应选用中性焰并熟练操作。,liangr,6,）咬边,焊缝边缘母材上被电弧烧熔的凹槽称为咬边。,（,l,）产生原因,手工电弧焊产生咬边主要原因是焊接时电流过大，电弧过长，焊条角度及运条不当所致；埋弧自动焊时，焊速过快，熔宽下降，易形成咬边；气焊时若火焰能率过大，焊咀倾斜角度不当，焊咀和焊丝摆动不当等都易产生咬边肖,（,2,）防止措施,手工电弧焊时应选择合适的电流、电弧长度，焊条操作角度要合适；焊条运条摆动时在坡口边缘稍作停留稍慢一些，而中间略快一些；自动焊时焊接速度要适当；气焊时火焰能率要适当，焊咀与焊丝摆动要适宜。,liangr,7,）背面凹陷（内凹）,（,l,）产生原因,根部焊缝低于母材表面的现象称为内凹，手工电弧焊单面焊双面成型管子仰焊，常产生这种缺陷。仰焊时，由于熔池在高温时的表面张力小，使铁水在自重作用下下坠，产生凹陷。,（,2,）防止措施,应选择合理的焊接坡口，其角度和组装间隙不宜过大，钝边不宜过小；焊接电流应适中，施焊过程调整好焊接电流，严格控制好熔池形状和大小，操作时要注意二侧稳弧。,liangr,8,）焊瘤,（,l,）产生原因,正常焊缝外多余的金属瘤称为焊瘤，这种缺陷的产生原因是由于熔池温度过高，液态金属凝固较慢在自重下外流而形成的。,（,2,）防止措施,立焊、仰焊时应严格控制熔池温度，不使其过高，尽量采用短弧焊；焊条摆动中间宜快，二侧稍慢些；坡口间的组装间隙不宜过大，焊接电流选择要适当，不宜过大；当熔池温度过高过大时应灭弧，待熔池温度稍下降后再引弧焊接。,liangr,9,）弧坑,（,l,）产生原因,是指焊缝收尾处产生的下陷。产生的原因主要是熄弧时没有再次引弧把其填满，或因电流过大，埋弧焊时没有分两步按下“停止”按钮。,（,2,）防止措施,手工焊时收弧时焊条需在熔池处作短时间停留或作几次点焊，使足够的填充金属填满熔池；薄壁管焊接时要正确选择焊接电流；自动焊时要分二步按“停止”按钮，即先停止送丝后切断电源。,liangr,10,）电弧擦伤,由于焊条或焊钳不慎与工件接触，或地线与工件接触不良，引起电弧，而使工件表而留下的伤痕。,电弧擦伤一般不被人们注意，但是它的危害极大；由于电弧擦伤处快速冷却，便度很高，有脆化作用。在易淬火钢和低温钢中，可能成为发生脆性破坏的起源点；不锈钢有电弧擦伤，会降低耐腐蚀性能。所以，在施焊过程中，不得在坡口以外的地方引弧，管件与地线接触一定要良好，发现电弧擦伤，必须打磨，并视深度予以补焊。,liangr,11,）焊缝尺寸不符要求,包括焊缝成型粗劣、焊缝高低不平、焊缝加强高低差超过标准。,（,l,）产生原因,由于坡口角度不当或装配间隙不均匀、焊接规范选择不当、运条速度、焊条角度不当或操作不熟练所引起。,（,2,）防止措施,口角度要合适，装配间隙要均匀，选择正确的焊接规范，手工焊时焊工要熟练掌握运条，焊接速度，焊条角度，才能获得均匀美观讯外观成型。,liangr,12,）夹钨,手工钨极氩弧焊中，用接触引弧或因钨极强烈的发热，端部熔化、蒸发，而使钨过渡到焊缝并残留在焊缝内而形成夹钨。,（,1,）产生原因,当焊接电流过大超过极限电流值或钨极直径太小，使钨极强烈地蒸发，端部熔化；氩气保护不良引起钨极烧损；焊接时，钨极触及熔池或焊丝而产生飞溅等，都会引起焊缝夹钨。,（,2,）防止措施,应根据工件厚度相应选择焊接电流和钨棒直径；使用符合标准要求纯度的氩气；施焊时，尽量采用高频引弧，接触引弧时速度要快，不影响操作的情况下，尽量采用短弧，增加保护效果；操作要仔细，避免钨极触及熔池和焊丝，并按时修磨钨棒端部。,liangr,2.3.2,焊缝缺陷的返修,由于焊接缺陷存在于焊缝，容易产生应力集中，缩短使用寿命，造成脆性断裂。因此，对超过标准的缺陷，必须进行返修。,对于管道的焊缝缺陷，通常采用打磨和碳弧气刨清除。然后进行手工补焊，其返修操作要点如下：,（,1,）根据检验结果（射线探伤），分析原因，确定性质，并按原焊接工艺制定详细的返修工艺，并由考试合格且具有合格项目的比较有经验的焊工进行返修。,（,2,）根据检验部门的返修通知单和,X,光片（或缺陷位置和尺寸图），由焊接检验员、焊工和探伤人员协同工作，确定返修部位，对厚壁管，应用超声波核实定位正确性和缺陷深度，最后确定清除缺陷的起刨面及深度，减小返修的盲目性。,liangr,(3,）采用碳弧气刨分层刨槽时，在将要刨至缺陷深度时，应边刨边检查，直至确实证明缺陷已被清除，用砂轮机修磨后，就可进行焊接。对无法确定缺陷是否被清除时，可再用射线探伤，验证缺陷清除与否，如没有清除，继续用碳弧气刨清理。避免补焊好后，经拍片发现，因没有把缺陷清除而增加返修次数。这样不但能节省工时和材料，又控制返修次数，从而保证了焊接质量。,(4,）必要时，在气刨前采用与管道焊接相同的温度预热。碳弧气刨清槽后，打磨的焊道必须由浅到深，刨槽应有一定坡度和适当角度，刨槽面呈,V,型（或,U,型），以利补焊。刨槽内的氧化铁渗碳层，返修两侧,10,15mm,，范围内的油污、锈、泥等应全部打磨干净，刨槽长度不应小于,100mm,。焊接时，采用多层多道焊，小电流、不摆动焊法。,liangr,(5,）裂纹、未焊透等线状缺陷返修，清除缺陷时应特别注意观察。在打磨时，用着色试验分层检查边磨边着色，直至缺陷全部消除。对需要预热的合金钢管道焊接时，应采用电加热器进行预热，由热电偶测温和控温，控制层间温度。,(6,）严格控制层间温度，注意起弧、收弧质量，每道起弧、收弧处应错开。补焊应力求次焊完，如果一次不能完成，至少应焊满壁厚的一半，当补焊长度超过,500mm,时，应采用分段焊接，并严格控制焊接线能量。,(7,）返修完成后，对不需进行热处理的管道，必要时进行消氢处理，加热温度为,250,350,，保温时间不少于,lh,；对要求进行热处理的管道，焊后应采用原热处理工艺要求进行热处理。,liangr,（,8,）返修部位的焊缝必须修磨，使焊缝外形打磨与原焊缝宽度、高度基本一致，并按原焊缝的探伤要求进行严格检验，如发现不允许缺陷，应重新修补，补焊次数不宜超过,2,次。,（,9,）要求焊后热处理的管道，应在热处理前进行返修，若在热处理后返修，则返修后应重新进行热处理。,liangr,第三节 在用压力管道事故分析,3.1,压力管道破坏事故分析,压力管道与压力容器一样，其破坏事故可能会引起灾难性的后果。随着压力管道管理工作的不断强化，逐步严格控制制造和安装质量，加强役前检验、使用管理和定期检验、压力管道的安全可靠性会不断提高。对压力管道破坏事故做认真的调查分析，找出确切的事故原因，其目的就是要逐步摸清和掌握管道安全运行的规律和科学管理的方法，从事故中找寻设计、材料、制造、安装、运行和检验等各方面的经验教训，以期提高管理的技术水平。,管道的事故原因往往是多方面的，常常是多种不安全隐患和因素交叉在一起，促成了事故的发生。对事故的技术分析就是要找出这些不安全因素和它们之间的影响和关系，从不同的角度提出预防事故的措施。,liangr,管道发生的破坏事故无论大小，都要组织有关人员进行调查与处理，必要时组织有关专家调查分析，最后写出技术报告，并上报质量技术监督行政部门。,1,）事故现场处理,现场紧急处理,现场保护与记录（摄像、断口的保护）,收集并保存原始操作记录,事故现场调查（管道检查与测量、安全保护情况）,事故过程调查,事故历史情况调查（制造安装、运行）,2,）技术检验与鉴定,材料检验（化学成分、机械性能、金相组织）,liangr,断口分析（宏观、显微、化学）,3,）事故综合分析,事故综合分析的目的是最终对事故的过程、性质、破坏型式及性态、事故的原因提出科学的结论。综合分析的基础和依据是事故调查及技术鉴定，调查及技术鉴定的资料须经仔细分析研究、去伪存真、由表及里，才能最终准确判断事故发展过程及失效之原因。最后，还要根据理化机制分析的结论进行管理机制的分析，提出改进建议和采取的相应措施。,（,l,）破坏程度及爆炸性质,管道破坏程度：管道事故的破坏程度可分为鼓胀、泄漏、爆裂与爆炸四种等级。,liangr,破坏的性质：,工作压力下的破断,超压破断,化学爆炸及二次爆炸破断,(2,）破坏型式的确定,压力管道破坏型式是指宏观性态（韧性或脆性）或微观机理（微孔聚集、解理、疲劳、腐蚀、蠕变等），习惯上可以分为以下五种基本的破坏型式，即韧性破断、脆性破断、疲劳破断、腐蚀破断和蠕变破断，要鉴别管道的破断型式，除了运行操作的因素之外，主要是根据破断后管道的形貌、性态断口分析、材料分析、金相分析等各种技术分析的结果做综合鉴别。,liangr,(3,）事故原因的确定,通过以上调查、技术检验与鉴定、综合分析，便可比较方便地确定事故的原因了。通常可将事故原因分为四类；设计、安装检修、运行管理、安全保护装置。,设计原因,设计方面的原因有设计选材不当，如低温条件下选材不当、腐蚀条件下选材不当、高温条件下选材不当，以至引起管道在寿命周期内破断。曲于结构设计不当致管道局部应力集中过大、管道柔性不足、固定方法不当、振动及温度补偿吸收能力不足，在交变载荷作用下过早疲劳破坏。或因管道工艺设计缺陷，致有关介质互窜，达到一定比例后引发事故。,liangr,安装检修原因,安装检修原因在管道事故中占有一定的比例。安装施工中因焊接工艺不当，如焊条、焊丝选用不当，焊条焊剂未按要求洪干与保存，焊接加热、冷却、保温不当造成焊接裂纹；焊后热处理工艺不当造成残余应力导致开裂；焊接中咬边、错边、未焊透等形成局部应力集中；焊接过程中产生的夹渣、气孔、弓弧坑、焊瘤、过大余高等焊接质量低劣；代材不符合要求、误用错用管材等都有可能导致破坏事故的发生。,liangr,运行管理原因,包括因超温、超压运行操作使管道最大应力超过强度极限；阀门等的误操作使流量、温度、压力失控；物料互窜导致达到混合爆炸极限；检修前后未对管道系统进行置换、采用非惰性气体置换、置换不彻底；操作人员违反工艺纪律、巡检制度不执行、巡检项目内容不落实；不及时查找隐患、缺陷整改不及时；在役管道定期检验制度贯彻不力等，都是运行管理不当，最终导致管道事故的发生。,liangr,安全保护装置原因,包括管道系统未按要求设置安全阀、爆破片、压力表等安全保护装置；安全保护装置设计排放能力过小；未按规定要求实施定期检修或校验；爆破片材料使用状态不对、选材不当、精度不够；安全保护装置管理不善、铅封破碎、不能起到可靠的安全保护作用。当确定这一类原因时，均应对安全保护装置作技术检验与鉴定，然后才能作出结论。,在综合分析之后，应明确指出事故原因是上述四类中的哪一类。,liangr,3.2,事故分析实例,这里仅举出一些压力管道事故例子,从技术分析的角度,来反映事故分析的方法。,例,1,汽油管道破断,(1),事故概况,1988,年,8,月。,XX,石油二厂重整装置一段汽油管线发生了破断着火事故。该管道使用不足,4,年，正常操作压力为,0.6MPa,，操作温度,200,，介质是半成品焦化汽油。管道原为意大利产品，,1966,年安装，规格为,168X7mm,，,84,年改造时换了部分,159X5,、,20,钢的国产管，爆破发生在新换的国产管上。爆破管段长,370mm,，破口呈纵向裂纹，炸开的裂纹扩展至两头焊口的热影响区，并转为横向断开，张开成一块沿圆周展开的平板（,370mmX500mm,）。,liangr,(2,）原因分析,宏观检查：爆破管段已很薄，上面布满了分布均匀的麻坑，坑深为,0.7,0.75mm,，坑径在,1.5,4mm,之间，坑边缘处壁厚,1.6mm,，坑中央壁厚仅,0.8 mm,，弯头及直管均受明显腐蚀。但旧管和法兰内壁腐蚀比新管轻得多。,理化检验,化学成分分析：分析结果见表，数据显示新管的含碳量偏高。,liangr,金相分析：,意大利旧管金相纽织为铁素体加珠